电子马赫-陈德干涉仪new

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1、电子马赫-陈德干涉仪制备测量中所涉及的实验技术姬扬（中国科学院半导体研究所，北京，100083）量子输运实验讲习班中国科学院物理研究所，北京，2006年12月19日电子，请问你是波还是粒子当然是波！也是粒子！Aharonov-BohmoscillationShotnoisemeasurement3tencenrr2utaccund1onisoeCMagneticfieldGateVoltage,Vg电子：我既是波又是粒子电子的干涉效应源•电子具有波动行为•电流IT(R.Landauer)左右tt21•两条路径的存在导致电子的干涉It2=t+t212=t2+t

2、2+2ttcos漏1212漏中收集到的电流大小依赖于左右两条路径的相位差实验器件的SEM照片双端测量四端测量QDA.Yacobyet.al.,PRL74,4047(1995)R.Schusteret.al.,Nature385,417(1997)实验器件的SEM照近藤关联的量子点电子马赫-陈德干涉仪SY.Jietal.,Science290,779(2000)Y.Jietal.,Nature422,415(2003)其它类型的干涉仪有Su&Goldman,Pepper,Buks等制备测量中所涉及的实验技术样品的制备样品的测量半导体器件物理与工艺电子学（第二版）（英文影

3、印版）施敏SimonM.SzePaulHorowitz&WinfieldHillSemiconductorDevices:TheArtofElectronicsPhysicsandTechnology制备测量中所涉及的实验技术样品的制备衬底的选择台面的刻蚀桥式电极欧姆接触栅极的制作制备测量中所涉及的实验技术样品的测量实现清静的低温测量环境测量方式的选择mesaLCSD1D2QPC1QPC2preampMG1MG2样品各部分的功能测试自制的低温放大器器件和测量系统的示意图什么是二维电子气系统（2DEG）一个低维的世界二维电子气2DEG:TwoDimensionalElectro

4、n天然的或人工诱导产生的势场将电子束缚于一个平面或界面上。电子可以自由的再次平面上运动但不能够在垂直于此平面的方向上运动。•高温超导的陶瓷化和物(Cu-Oplane)•液氦表面的电子•半导体异质结界面处的电子GaAs/AlGaAs异质结中的二维电子系统介观物理研究中的竞技场GaAsdopedWave-functionAlGaAsof2DEGundoped2DEGGaAs+++++++++++EAlGaAs/GaAsBuffer2DEGFAlGaAsGaAsGaAswafer调制掺杂的重要性劈裂栅通往更低维度的工具Samplesurfacemetalgate2DEG人工构建的介

5、观器从心所欲而不逾矩量子点AB环，双缝Aharonov-Bohm效应用磁场来调节相位动量p波矢k磁场的存在使得p=hkpp–eA两条路径之间的相位差+2/0=(2/h)(pdl-pdl)磁通量子=h/e120B0/A.)0.110AB效应引入.u(a额外的相位差tne=2/AB0rr0.105uCinraD0.100-10-50510MagneticField,B(mT)不同的测量环境需要不同的电子干涉电子双缝干涉洛伦兹力破坏了左右对称性光学马赫-陈德干涉仪示意图干涉图案BS1M1D1D21.0.)u.Sa(D1yit0.5sn

6、tenIM2BS20.0012345D2Phasedifference()量子霍尔效应区的边缘态量子霍尔效应的双端测量30填充因数1量子霍尔平台)25K20对于边缘态的一个质朴的解释(ec15nta10isse5R002468101214MagneticField,B(Tesla)电子马赫-陈德干涉仪一种新型的双路干涉器件mesaLCSD1D2QPC1QPC2preampMG1MG2器件和测量系统的示意图中间的欧姆接触的尺寸:3m3mSD1D2QPC12QPC2两条路径所包围的面积:45m磁场为10Tesla时器件所包容的量子MG磁通的数目:100,000SE

7、Mpicture干涉图案Aharonov-Bohm效应SVMG(mV)-9.0-7.5-6.0-4.5-3.015)V(m.)u10G.MV(atnerru5SCVMGSTimeB0BTime(minute)050100150200BTime(minute)(BS)=2016001400更多的数据1200.).u1000(atnerru800C6004002000100200300400500600700800time(minutes)160014001200.).u1